نحوه تولید یونولیت و مواد اولیه تشکیل دهنده آن

آیا فرآیند تولید یونولیت پیچیده و هزینه‌بر است؟ یونولیت از چه موادی تشکیل شده است؟ با توجه به قیمت بالای مصالح ساختمانی، آیا قیمت مناسب یونولیت نسبت به دیگر مصالح نشان از کیفیت نامناسب این ماده دارد؟ در مورد سوال قبل باید گفت، خیر؛ به هیچ وجه اینطور نیست. فرآیند تولید یونولیت به شکلی است که طی آن، تولیدکننده از ویژگی ذاتی مولکول‌های تشکیل‌دهنده‌ یونولیت نهایت استفاده را می‌کند. در این مطلب قصد داریم پاسخ جامعی به این سوال و سوالات قبلی داشته باشیم. با ما همراه باشید تا ماهیت این ماده پرکاربرد را بهتر بشناسیم.

جهت خرید یونولیت سقفی به این صفحه مراجعه کنید!

مواد اولیه یونولیت

انواع یونولیت یا پلی استایرن نوعی پلیمر ترموپلاستیک می باشند که از استایرن تولید می‌شود. استایرن نوعی هیدروکربن با فرمول شیمیایی C6H5CH=CH2 است. این هیدروکربن از نفت خام گرفته می‌شود. پس در فرآیند تولید یونولیت دو عنصر کربن و هیدروژن نقش اساسی را ایفا می‌کنند.

مشخصا پلی استایرن یا یونولیت صرفا با کنار هم قرار گرفتن کربن و هیدروژن تولید نمی‌شود. این فرآیند تولید به آرایش مولکولی خاصی نیاز دارد. این آرایش مولکولی با پیوند دوگانه موجود در استایرن(styrene) میسر می‌شود. پیوندهای دوگانه متعدد باعث واکنش استایرن‌ها با هم و ایجاد زنجیره‌ای پلیمری می‌شود.

این زنجیره پلی‌مری با نام پلی استایرن (Polystyrene) شناخته می‌شود. نام دیگر پلی استایرن، استایروفام Styrofoam) است.

ترکیبات یونولیت

عناصری مثل استایرن که پیوند دوگانه دارند به راحتی با هم ترکیب می‌شوند و ذره‌ای بزرگ‌تر می‌سازند. این فرآیند بسپار شدن یا polymerize نامیده می‌شود. در این فرآیند دقیقا چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ در ابتدا پیوند دوگانه شکسته می‌شود. یک هیدروژن از استایرن مجاور به یک سمت پیوند دوگانه متصل می‌شود. سمت دیگر استایرن هم به سمت دیگر پیوند دوگانه‌ای که شکسته شده متصل می‌شود.

پلی مری شدن در تولید یونولیت

به این ترتیب دو استایرن متصل‌شده مجددا پیوند دوگانه دارند. پیوند دوگانه دوباره می‌شکند و استایرن‌های بی‌‌شماری به هم متصل می‌شوند. زنجیره مولکولی حاصل یک پلیمر با نام پولی استایلن است.

تغییرات درون مولکولی یونولیت

قدم اصلی در تولید یونولیت شکستن پیوند دوگانه استایرن است. عامل شکستن این پیوند ماده‌ای است که با نام آغازگر پلیمرسازی شناخته می‌شود. رایج‌ترین این آغازگرها بنزویل پراکسید نام (C6H5COOOCOC6H5) دارد. زمانی که فرآیند بسپار شدن شروع شود، بنزویل پراکسید انرژی کافی برای ادامه فرآیند را آزاد می‌کند.

ساختار شیمیایی بنزل پروکساید موثر در تولید یونولیت

Polystyrene برای درک عمیق‌تر نحوه تولید یونولیت باید نگاهی به ماده پلاستیک و شیوه تولید آن داشته باشیم. یونولیت و پلاستیک هر دو نوعی پلی استایرن هستند و طبعا شیوه تولید مشابهی هم دارند.

پلاستیک چه نوع ماده‌ای است؟

پلاستیک‌ها مشتق هیدروکربن‌ها هستند. پلاستیک از سوخت‌ها‌ی طبیعی هیدروکربنی مثل ذغال سنگ، گاز طبیعی، نفت خام و حتی نمک و شن استخراج می‌شوند. پروسه تولید پلاستیک در پالایشگاه نفت و با تقطیر و شکستن هیدرکربن‌های سبک ساخته می‌شود. این هیدروکربن‌های سبک از ماده خام اصلی که مجموعه بی‌شماری از هیدروکربن‌های متصل به هم است جدا می‌شود.

نفتا Naphtha در فرآیند پالایش و تولید یونولیت که نوعی پلاستیک است نقش اساسی دارد. اتیلن ethylene C2H4 ، پروپیلن propylene C3H6 و بوتن butene C4H8 نمونه‌ای از این نفتا هستند. این عناصر هیدرکربنی تقطیرشده هستند.

فرآیند شیمیایی تولید یونولیت

در تولید پلاستیک که نوعی پلی استایرن یا یونولیت است یکی از این فرآیند شیمیایی اتفاق می‌افتد:

بسپارش زنجیری Chain-growth polymerization: این نوع بسپارش شامل اتصال مونومرهای متعدد با هم می‌شود. این مونومرهای متصل‌شده به گروه اصلی وصل می‌شوند. در نهایت زنجیره ‌بسیار بلندی متشکل از این مونومرها تشکیل می‌شود. هر زنجیره اندازه و طول زنجیر، ساختار و ویژگی‌های شیمیایی متفاوتی دارد.

اتصال مولکول‌های مونومری به یکدیگر از طریق الکترون والانس یا الکترون ظرفیت انجام می‌شود. اتصال زمانی صورت می‌گیرد که این الکترون آزاد یا غیرمتصل باشد. پیوندی که این الکترون ‌را به دیگر مولکول‌ها و اتم‌ها چسبیده نگه ‌می‌دارد، نوعی پیوند دوگانه است. هنگام شکستن این پیوند دوگانه، الکترون آزاد تمایل به اتصال با دیگر مولکول‌ها را دارد.

مراحل تولید یونولیت

یونولیت یا EPS از زنجیره‌ای از مونومرها‌‌‌ به نام استایرن تشکیل می‌شود. این مونومرها با مقادیر بسیار کمی در بسیاری از گیاهان، سبزیجات، میوه‌ها، انواع مغزها و حتی گوشت یافت می‌شوند. EPS، از مشتقات بنزن و اتیلن است. در این باره پیش‌تر توضیح جامعی ارائه دادیم. حال می‌خواهیم به فرآیند تولیدی که باعث این تغییرات در سطح مولولکی می‌شوند بپردازیم. مراحل تولید یونولیت EPS عبارتند از:

مرحله پیش از انبساط

هنگامی است که زنجیره‌های پلی استایرنی با بخار در تماس قرار می‌گیرند. این بخار منجر به حجیم شدن یا به عبارتی منبسط شدن این زنجیره‌های مولکولی می‌شود. طی این مرحله حجم زنجیره‌ها 20 تا 50 برابر افزایش می‌یابد.

مرحله تهویه در تولید یونولیت

طی این مرحله، استراحتی 6 تا 12 ساعته به پلی استایرن‌های منبسط شده داده می‌شود تا به دما و فشاری متعادل برسند. پس از متعادل شدن است که این انبساط و گستردگی کامل و پایدار می‌شود.

مرحله قالب‌سازی

زنجیره‌های پلیمری ابتدا داخل قالب‌های متفاوت، با اندازه‌ها و طراحی متفاوت قرار می‌گیرند و مجددا با بخار گرم می‌شوند. بخار دادن تا زمانی ادامه می‌یابد که یونولیت تکمیل نشده تمام قالب را پر کند و هیچ حفره‌ای باقی نماند. قالب‌ها سفارشی و بسیار متنوع هستند. پس از اتمام، EPS تولید شده حاوی تقریبا 98 درصد هواست.

ماشین‌های تولید یونولیت

ماشین‌های تولید، بسته به نوع کاربرد متفاوت و از این نوع هستند:

دستگاه مخصوص صنعت بسته بندی
ماشین مرحله پیش از انبساطی
ماشین فرم زنی قالب‌ها
مایشن قالب زنی
سیسنک سیلوی EPS
سیستم بازیافت (در خط تولید الزامی نیست)
دستگاه بسته بندی محصولات یونولیتی فومی
مبدل گرمایی

دستگاه‌های مخصوص ساخت و ساز و محصولات عایقی

این دستگاه‌ها در صنعت ساخت و ساز بلوک‌های ساختمانی و عایق‌های حرارتی صوتی نقش دارند. چند نمونه از

این دستگاه‌ها در تولید یونولیت عبارتند از:

ماشین مرحله پیش از انبساطی
ماشین فرم زنی بلوک‌ها
دستگاه برش و خط زنی
ماشین بسته‌بندی بلوک‌های یونولیتی
سیستم سیلوی EPS
سیستم بازیافت (در خط تولید الزامی نیست)
مبدل گرمایی

دیگر دستگاه‌های کمکی برای هر دو خط تولید عبارتند از:

دیگ بخار
دستگاه ذخیره بخار
کمپرسوز یا فشرده‌ساز هوا
مخزن هوا

کسب اطلاعات بیشتر در خصوص دانسیته یونولیت

کلام آخر

مولکول‌های پلی استایرن و ویژگی ‌آنها نقش بسیار پررنگی در نحوه تولید یونولیت و خاصیت یونولیت دارند. زنجیره‌های مولکولی این ماده قابلیت شکسته شدن و اتصال مجدد را دارند. پلی استایرن به خودی خود پتانسیل این شکستن و پیوستن مجدد را دارد اما برای شروع این فعالیت به آغازگر نیاز دارد. در این مطلب به صورت جامع به این اصل پرداخته شده است.

منابع:

https://www.usiinc.com/blog/spray-foam-insulation/knowing-the-different-types-of-polystyrene-and-why-it-matters/ https://www.encyclopedia.com/science-and-technology/chemistry/organic-chemistry/polystyrene
https://www.usiinc.com/blog/spray-foam-insulation/knowing-the-different-types-of-polystyrene-and-why-it-matters/
https://www.usiinc.com/blog/spray-foam-insulation/knowing-the-different-types-of-polystyrene-and-why-it-matters/
https://pslc.ws/macrog/styrene.htm
https://www.styrene-uae.com/blog/know-more-about-polystyrene-applications/
https://byjus.com/physics/difference-between-mass-and-volume/
https://study.com/academy/lesson/formula-for-mass-definition-examples-quiz.html#